Зеркально-линзовый объектив

 

Использование: в оптических приборах, работающих в широком спектральном диапазоне, например, для приема энергии света. Сущность изобретения: зеркально-линзовый объектив состоит из одиночного положительного линзового компонента, зеркала Манжена, вторичного сферического зеркала, совмещенного с второй поверхностью линзового компонента, и четырехлинзового компенсатора, выполненного из одиночных линз. Отрицательные линзы компенсатора выполнены в виде менисков, обращенных вогнутостью к предмету а положительные двояковыпуклые линзы, причем фокусные расстояния отрицательных линз составляют (-1,1 - -1,9)fʹ а фокусные расстояния положительных линз находятся в пределах (0,6-1,1)fʹ где fʹ фокусное расстояние зеркально-линзового объектива. 1 ил.

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть применено в оптических приборах, работающих в широком спектральном диапазоне, например, для приема энергии света.

Известны зеркально-линзовые объективы [1] содержащие положительную одиночную линзу, зеркало Манжена, малое зеркало, совмещенное с второй поверхностью одиночной линзы, и компенсатор аберраций, выполненный из трех линз, одна из которых двояковыпуклая.

Наиболее близким к изобретению является зеркально-линзовый объектив [2] содержащий линзовый компонент в виде одиночной положительной линзы, зеркало Манжена, вторичное зеркало, совмещенное с второй поверхностью линзового компонента, и компенсатор аберраций, выполненный из двух одиночных линз; положительной двояковыпуклой и установленной перед ней отрицательной линзой и склеенного дублета, первая линза которого двояковогнутая, вторая двояковыпуклая.

Однако указанные объективы не дают возможность получить большой рабочий задний отрезок от оптических поверхностей до плоскости изображения, например более 0,10 f_об', где f_об.' фокусное расстояние объектива при центральном экранировании, не превышающем 40% от площади входного окна, и одновременно высокое качество изображения, позволяющее обеспечить прием энергии на матричную структуру приемника с размером ячейки в пределах диаметра 0,010 мм по всему полю.

Существует настоятельная необходимость создания зеркально-линзового объектива, который должен обеспечить прием излучения с высокой концентрацией энергии в малых пятнах в пределах всего поля зрения в широком спектральном диапазоне. При этом объектив должен иметь свободное рабочее расстояние от оптических поверхностей до плоскости изображения не менее 0,10 f_об.' центральное экранирование по площади входного окна не более чем 0,4. а диаметр входного окна должен быть не менее 0,5 f_об'.

Целью изобретения является создание оптической схемы зеркально-линзового объектива малой длины с задним рабочим расстоянием не менее 0,1 f_об' с высоким качеством изображения, позволяющим обеспечить прием энергии на матричную структуру приемника с размером ячейки в пределах диаметра 0,010 мм по всему полю в широком спектральном диапазоне. При этом центральное экранирование не должно превышать 40% от площади входного зрачка, диаметр которого составляет 0,5 f_об'.

Цель достигается тем, что в зеркально-линзовом объективе, содержащем линзовый компонент, зеркало Манжена, вторичное сферическое зеркало и четырехлинзовый компенсатор, две последние линзы компенсатора расклеены, при этом отрицательные линзы компенсатора выполнены в виде менисков, обращенных вогнутостью к предмету, а положительные линзы компенсатора двояковыпуклые, причем фокусные расстояния отрицательных линз составляют (-1,1 -1,9) f_об', а фокусные расстояния положительных линз (0,6-1,1)f_об', где f_об' фокусное расстояние зеркально-линзового объектива.

На чертеже представлена оптическая схема зеркально-линзового объектива. Он состоит из трех компонентов 1,2,3. Компонент 1 представляет собой одиночную положительную линзу, с второй поверхностью которого совмещено вторичное сферическое зеркало, компонент 2 является зеркалом Манжена, а компонент 3 линзовый компенсатор, состоящий из одиночных линз 4,5,6,7. Линзы 4. 6 компенсатора с отрицательной оптической силой выполнены в виде менисков, обращенных вогнутостью к предмету, фокусные расстояния которых составляют -1,8f_об' и -1,25f_об' соответственно. Линзы 5,7 компенсатора положительные двояковыпуклые, фокусные расстояния которых равны 0,73 f_об' и 0,97 f_об'.

В конструкции зеркально-линзового объектива при фокусном расстоянии f_об' 104,75 мм, эффективном относительном отверстии 1:2,56 и угле поля зрения 2 ω 6^о фокусные расстояния отрицательных линз компенсаторов соответственно 188,64 и 130,83 мм, что составляет -1,8 f_об' и -1,25 f_об', а фокусные расстояния его положительных линз 76,92 и 101,75 мм, что составляет 0,73 f_об' и 0,97 f_об'.

Объектив имеет рабочий отрезок от второй поверхности зеркала Манжена до плоскости изображения S_раб' 14,54, что составляет 0,14 f_об' при заднем фокальном отрезке S_F' 15,22 мм.

Объектив рассчитан для широкого спектрального диапазона от λ 0,25 мкм до λ1 мкм.

Формула изобретения

ЗЕРКАЛЬНО-ЛИНЗОВЫЙ ОБЪЕКТИВ, содержащий положительную линзу, зеркало Манжена, вторичное сферическое зеркало, совмещенное с второй поверхностью положительной линзы, и компенсатор, включающий отрицательную линзу, положительную линзу и мениск, обращенный вогнутостью к предмету, отличающийся тем, что первая линза компенсатора выполнена в виде мениска, обращенного вогнутостью к предмету, вторая в виде двояковыпуклой линзы, а мениск в виде отрицательной одиночной линзы, за которой введена двояковыпуклая линза, причем фокусные расстояния отрицательных линз компенсатора составляют а фокусные расстояния положительных линз компенсатора находятся в пределах где фокусное расстояние зеркально-линзового объектива.

РИСУНКИ

Рисунок 1